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圖解氫能源

圖解氫能源

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1、第二能源幹線「氫高速公路構想」
如果使用有機氫化物技術,就能完成一個連接各種燃料電池系統的共通氫儲存及供給系統。相對於電纜線這種供電手段,利用有機氫化物的氫網路可說是氫運輸幹線的「氫高速公路」。風力發電、太陽能發電或生質能發電等可再生能源,可經由這個氫網路與火力發電和核能發電的電力網路相連接,互相流通電力。

有機氫化物不只能用在燃料電池車和家庭用、營業場所用的燃料電池上,還可對自動販賣機、行動電話、筆記型電腦等無線電器製品安全供給氫。此外,不只在大都市,就連未鋪設電線與天然氣管線的偏遠地區,利用有機氫化物就可以運送氫到當地,並用自己家裡的燃料電池自行發電。從個別家庭開始,乃至公寓、醫院、蔬菜工廠、水產養殖、速食店等,各種類的燃料電池系統互相連接,構成地區性的「氫網路」,可說是連結各種燃料電池系統的氫高速公路。

2、連結都市與地方聯繫的氫網路
只要實現使用有機氫化物的氫高速公路構想,現有道路便成為取代高壓電纜的新氫能源運輸動脈。以往電力經由電線、天然瓦斯則經由管線來輸送,但這種集中型發電或瓦斯供給的輸送基礎建設,一旦遭遇地震或洪水,運輸動脈可能破壞,不易管控風險。相對地,利用有機氫化物的氫高速公路,不只可以輕易輸送電力和氫,縱使道路斷裂,可以避開斷裂處,利用氫罐車或個別配送的手段繼續運輸。

就分散型發電來說,只有一處發電機故障,並不會引發大範圍停電;但核能發電廠或火力發電廠等集中型發電,甚至會淪為戰爭或恐怖攻擊的目標。以氫高速公路連接的分散型發電,在面臨大規模災害時,依然可以保護都市與地方的生活與產業,是一種安全又有效的能源幹線。

在此對氫高速公路的構想展開介紹,這是利用有機氫化物來連結都市與地方社會的氫網路。

活用太陽能或風力發電等的地域特性,以產生的自然能源電解水或改質生物燃氣,就可以製氫。然後利用有機氫化物或管線基礎建設儲存和運輸遠距生產所得的氫,並活用於都市和地方的生活與產業。此外,藉由設置在都市或地方的加氫站,供應氫給氫引擎汽車、燃料電池車,甚至未來將燃料電池化的漁船或列車。只要以加氫站(加氫機)為核心,利用LPG業界或快遞業界既有的配送網路,就可以對裝設燃料電池的個人住宅、大型公寓、營業場所、工廠、道路加熱管等處供給氫。如此可望以氫社會為目標,對各種用途的燃料電池系統供給氫,構築活用既有基礎建設的氫網路。

目前已有多家企業積極投入開發以風力發電製氫及利用有機氫化物當作高速儲氫裝置的實用化。先將風力發電的電力以整流器轉換為直流電,以電解水裝置高效率製氫,然後將氫儲存於有機氫化物中,供應給地方或都市的氫網路。通常1kWh風力發電平均可得到0.2 Nm3/小時的氫。實際上,利用有機氫化物輸送電力的供電成本,在300公里內都比利用電線便宜。十氫化萘等有機氫化物,可以利用油罐車或鐵路貨運列車等安全且經濟地運輸。然後在加氫站取出氫,高壓填充於燃料電池車中。此外也可以利用LPG業界或快遞的網路,將有機氫化物配送到各個家庭,利用燃料電池系統轉換為電力與熱能。氫消耗後,可回收氫化物,利用風力發電或生物燃氣發電製造的氫再生變回有機氫化物。如此一來,我們將可以期待一個利用有機氫化物連接地方與都市的氫網路的形成。
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